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烧结钕铁硼基底成分对晶界扩散效果的影响研究

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 841-847页

作者：陈侃赵红良范逢春宁波同创强磁材料有限公司浙江宁波315001

晶界扩散作为一种能明显提升烧结钕铁硼磁体矫顽力同时实现对重稀土高质化利用的方法,日益成为目前稀土永磁学界和产业界的研究热点。利用自动化喷涂设备系统研究了晶界扩散烧结磁体批量制备过程中基底成分差异对晶界扩散后磁体磁性能... 详细信息

晶界扩散作为一种能明显提升烧结钕铁硼磁体矫顽力同时实现对重稀土高质化利用的方法,日益成为目前稀土永磁学界和产业界的研究热点。利用自动化喷涂设备系统研究了晶界扩散烧结磁体批量制备过程中基底成分差异对晶界扩散后磁体磁性能的影响。微观结构和EDX元素分析结果表明:晶界扩散后磁体矫顽力增长幅度的差异,同扩散后磁体内晶粒核壳结构形成充分与否、晶界相均匀分布与否和晶界相铁磁性元素含量高低有密切关联,同时利用晶界扩散工艺制备得到的磁体温度系数要优于传统工艺制备得到的相近似牌号的磁体。

关键词：烧结钕铁硼磁体晶界扩散工艺磁性能

基于开绕组电机的电动汽车双电池集成充电系统准直接功率控制

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3007-3020页

作者：郭磊魏佳丹王艺威周波王寅南京航空航天大学多电飞机电气系统工信部重点实验室南京211106 宁波海仕凯驱动科技有限公司宁波315300

针对基于开绕组永磁同步电机和双电池组驱动的电动汽车提出一种集成化充电拓扑,充电运行时将双逆变器和电机绕组复用为双PWM整流器及其输入侧滤波电感。在三相电压源型整流器(VSR)和开绕组永磁电机数学模型的基础上,将电网坐标系和电机... 详细信息

针对基于开绕组永磁同步电机和双电池组驱动的电动汽车提出一种集成化充电拓扑,充电运行时将双逆变器和电机绕组复用为双PWM整流器及其输入侧滤波电感。在三相电压源型整流器(VSR)和开绕组永磁电机数学模型的基础上,将电网坐标系和电机坐标系相统一,分析了充电状态下的电磁转矩。实际运行时存在双电池剩余电量不相等的情况,导致充电时双通道功率不平衡,因此设计了一种准直接功率控制策略,以解决功率不平衡带来的转矩脉动问题。最后通过仿真和实验验证了该集成化充电拓扑的可行性。

关键词：集成化充电拓扑开绕组永磁同步电机双电池组准直接功率控制

强制流动对Mg–9%Al合金定向凝固组织演化的模拟研究

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工程科学学报 2024年第4期46卷 695-703页

作者：葛鸿浩王永新田锡天陆如辉西北工业大学机电学院西安710072 宁波勋辉电器有限公司宁波315827 浙江工业大学机械工程学院杭州310023

基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法构建了镁合金凝固组织预测模型,研究了无流动、x方向流动和y方向流动三种条件下Mg–9%Al合金定向凝固过程中的成分和组织演化过程.研究结果表明,无流动作用时镁合金枝晶呈现互为60°夹角生长,并在凝... 详细信息

基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法构建了镁合金凝固组织预测模型,研究了无流动、x方向流动和y方向流动三种条件下Mg–9%Al合金定向凝固过程中的成分和组织演化过程.研究结果表明,无流动作用时镁合金枝晶呈现互为60°夹角生长,并在凝固后期出现与一次枝晶呈60°夹角二次枝晶形貌,凝固组织具有密排六方(HCP)晶体结构特征,验证了该模型的可靠性.由于x方向的流动作用下,与无流动结果相比较,迎流方向枝晶生长较快并出现发达的二次枝晶形貌,研究表明由于枝晶前端排出的溶质受流动影响被运输到枝晶后端区域,从而使前端区域具有更大的过冷度,提升了凝固驱动力.由于y方向流动的存在,枝晶呈现不对称生长,其中部分枝晶生长方向偏转约3°,研究表明迎流枝晶前沿的溶质被运输并富集在其他枝晶生长区域,最终使其发生了生长偏转;进一步分析枝晶生长前沿的流场和成分分布信息发现,枝晶生长过程中流动u1∇c1引起的值在固液界面处的不对称分布是导致枝晶生长发生偏转的主要原因.

关键词：镁合金组织模拟欧拉多相流元胞自动机定向凝固

基于等效结构应力法的铝合金无钉压铆接头疲劳分析与试验研究

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中国机械工程 2024年第6期35卷 1129-1139页

作者：曾维和苟黎刚王明庆王磊俞荣贵吉利汽车研究院(宁波)有限公司中央研究院宁波315336

以无钉压铆连接铝合金接头为研究对象,通过测试三组料厚不等的搭接试样拉伸强度和疲劳力学性能,研究了铝合金无钉压铆接头失效断裂行为,获得压铆连接试样力-寿命(F-N)分布规律。根据试样疲劳测试条件建立等效有限元模型,并计算等效结构... 详细信息

以无钉压铆连接铝合金接头为研究对象,通过测试三组料厚不等的搭接试样拉伸强度和疲劳力学性能,研究了铝合金无钉压铆接头失效断裂行为,获得压铆连接试样力-寿命(F-N)分布规律。根据试样疲劳测试条件建立等效有限元模型,并计算等效结构应力幅ΔSs,对实测的疲劳寿命散点数据进行Weibull分析,并基于最小二乘法拟合得到无铆连接ΔSs-N(主S-N)曲线关键参数。应用拟合的主S-N曲线进行纯电车型全铝合金引擎盖动态关闭无钉压铆连接疲劳损伤预测,结果表明:无钉压铆接头疲劳开裂发生在颈部位置,其ΔSs-N曲线满足幂函数关系,经连接点数量和位置优化设计,铝合金引擎盖关键区域无钉压铆连接最大损伤由1.08降低至0.78,满足了引擎盖动态关闭耐久性能设计要求。开发的计算方法和主S-N曲线参数可为车身领域无钉压铆连接疲劳仿真与优化提供理论依据。

关键词：全铝合金引擎盖无钉压铆接头等效结构应力有限元分析疲劳试验

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纤维缠绕GFRP管约束混凝土的轴压性能与设计模型

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4246-4258页

作者：叶晗晖徐声亮茅鸣布占宇宁波大学土木工程与地理环境学院宁波315211 宁波市政工程建设集团股份有限公司宁波315012 宁波建工建乐工程有限公司宁波315020

设计制作了18组54个纤维缠绕玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土圆柱试件,参数包括纤维层数(6、10)、纤维角度(±45°、±60°、±80°)、长细比(2、4)和受压截面(全截面、核心混凝土),基于轴心受压试验结果,提出了依据纤维角度的... 详细信息

设计制作了18组54个纤维缠绕玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土圆柱试件,参数包括纤维层数(6、10)、纤维角度(±45°、±60°、±80°)、长细比(2、4)和受压截面(全截面、核心混凝土),基于轴心受压试验结果,提出了依据纤维角度的面向设计的峰值应力预测模型。研究结果表明:GFRP管可有效提高约束试件的强度和延性。试件的峰值强度随着纤维角度和层数的增大而增大,长细比大的试件峰值强度的提升幅度更大,全截面受压会对约束试件的环向性能造成不利的影响。约束模式主要由纤维角度决定,其中±60°和±80°角度的试件为强约束,呈脆性破坏,±45°角度的试件为弱约束,呈延性破坏。通过研究峰值强度与有效约束强度之间的数学关系,所得到的面向设计的简化模型,对于求解不同纤维角度试件的峰值强度具有足够的精度,可为相关的工程实际应用提供参考。

关键词： GFRP管约束混凝土纤维角度轴压性能约束模式设计模型

20MnCrS5真空低压渗碳气淬多场耦合模拟分析

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表面技术 2024年第15期53卷 194-205页

作者：张泽宇邓小虎凡园园王会珍周乐育徐跃明巨东英天津职业技术师范大学机械工程学院天津300222 宁波天安(集团)股份有限公司浙江宁波315700 北京机电研究所有限公司北京100083 埼玉工业大学日本深谷3690293

目的采用试验研究、模拟计算和理论分析相结合的手段,对20MnCrS5齿轮钢真空低压渗碳过程的组织性能演变机理进行研究。方法引入符合真空渗碳强渗、扩散交替进行的扩散边界条件,并修正硬度计算方程,开发真空低压渗碳高压气淬过程仿真模... 详细信息

目的采用试验研究、模拟计算和理论分析相结合的手段,对20MnCrS5齿轮钢真空低压渗碳过程的组织性能演变机理进行研究。方法引入符合真空渗碳强渗、扩散交替进行的扩散边界条件,并修正硬度计算方程,开发真空低压渗碳高压气淬过程仿真模型。分别建立ϕ15mm×100mm圆棒试样二维轴对称和三维实体有限元模型,对20MnCrS5圆棒试样不同工艺参数下真空渗碳过程进行模拟仿真,开展真空渗碳试验与仿真分析化研究。结果二维轴对称模型和三维实体模型计算精度接近,可以代替三维模型,提高计算效率。不同工艺参数真空渗碳过程得到的模拟和试验结果吻合较好,验证了改进模型和方程的可用性,并对不同工艺条件下碳浓度、组织和性能演变规律进行了研究。而后将模型应用到德国FZG(Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau)标准齿轮样件,对其真空渗碳过程进行了模拟,结果可较好地反映齿轮不同位置碳浓度分布的特点,进一步验证了模型的准确性。结论通过本研究,揭示了20MnCrS5齿轮钢真空低压渗碳过程的组织性能演变机理,并为复杂零部件真空渗碳过程工艺开发提供了新的思路。

关键词：真空渗碳数值仿真 COSMAP 碳含量硬度 20MnCrS5齿轮钢

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定向碳纳米管/丁苯橡胶复合材料的摩擦学各向异性行为研究

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材料工程 2024年第5期52卷 179-187页

作者：王瑞林瞿俊豪黄海波陆伟强沈东明宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波拓普集团股份有限公司浙江宁波315800

应用机械剪切诱导法制备定向碳纳米管/丁苯橡胶(CNTs/SBR)复合材料,研究碳管含量、定向性对复合橡胶材料力学特性和摩擦学特性的影响规律,分析这些结果产生的机理。结果表明:CNTs取向对SBR复合材料的摩擦学性能有显著影响。当CNTs-z垂... 详细信息

应用机械剪切诱导法制备定向碳纳米管/丁苯橡胶(CNTs/SBR)复合材料,研究碳管含量、定向性对复合橡胶材料力学特性和摩擦学特性的影响规律,分析这些结果产生的机理。结果表明:CNTs取向对SBR复合材料的摩擦学性能有显著影响。当CNTs-z垂直于摩擦界面和滑动方向,CNTs-z/SBR的力学、摩擦学性能均优于CNTs-x/SBR和CNTs-y/SBR。当CNTs平行于摩擦界面时,与滑动方向一致的CNTs-x/SBR力学性能优于与滑动方向垂直时的CNTs-y/SBR。CNTs-z可以提升橡胶复合材料的抗剪切性能,降低温升幅度和表面黏附作用,有效提升橡胶材料的摩擦学性能。载荷和速度工况下,摩擦因数与磨损量为负相关关系,即摩擦因数减小而磨损量增大,速度对摩擦学性能的影响大于载荷。研究结果可以为CNTs复合轮胎橡胶材料的摩擦学性能改善以及产业化应用提供科学参考。

关键词：橡胶复合材料定向碳纳米管摩擦学性能力学性能

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二甲醚和甲醇双直喷喷雾燃烧特性的光学研究

西安交通大学学报 2024年第6期58卷 153-161页

作者：南天天肖红亮张海涛黄吕萌陈占明陈昊何海斌吴杰长安大学陕西省交通新能源开发、应用与汽车节能重点实验室西安710018 宁波中策动力机电集团有限公司浙江宁波315020

为明晰高压喷射条件下二甲醚和甲醇双直喷的喷雾形态和火焰发展特性,通过高温高压定容燃烧弹,利用高速相机基于纹影法,对比研究了甲醇和二甲醚双直喷的喷雾燃烧特性。实验中,喷射压力设置为60、80、100 MPa,环境背压设置为0.2、4 MPa,... 详细信息

为明晰高压喷射条件下二甲醚和甲醇双直喷的喷雾形态和火焰发展特性,通过高温高压定容燃烧弹,利用高速相机基于纹影法,对比研究了甲醇和二甲醚双直喷的喷雾燃烧特性。实验中,喷射压力设置为60、80、100 MPa,环境背压设置为0.2、4 MPa,环境温度分别为500、800 K。背压为0.2 MPa时,二甲醚的气相和液相贯穿距以及喷雾投影面积小于甲醇;背压为4 MPa时情况相反。但是,二甲醚液相喷雾贯穿距和喷雾面积所占的比例在同工况下均小于甲醇,即两种背压条件下二甲醚的雾化效果均比甲醇的好。随着喷射压力的增加,双直喷喷雾的火焰浮起长度增加,喷射压力为100 MPa时的火焰浮起长度较60 MPa时增加约26.42%,着火延迟期变长,KL因子的总和减少了44.05%;随着二甲醚喷射延时的增加,两种喷雾碰撞后形成的双直喷喷雾发展变快,喷雾面积先变小后变大,燃烧火焰的着火延迟期变长。相比于同步喷射,二甲醚延迟1 ms喷射时火焰浮起长度增加8.34%,KL因子的总和下降26.12%。研究表明,增加喷射压力和二甲醚喷射延时对于优化二甲醚、甲醇双燃料发动机的喷雾与燃烧特性具有重要的促进作用。

关键词：二甲醚甲醇闪急沸腾喷雾特性燃烧特性

多组分CuCrSn-X-Y合金制备工艺与组织性能研究

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粉末冶金工业 2024年第4期 24-32页

作者：龚留奎冯宏伟宋士鑫刘晓彬冯斌黄伟中国兵器科学研究院宁波分院宁波表面工程研究院有限公司宁波兴敖达金属新材料有限公司

采用粉末冶金工艺制备多组分块体CuCrSnFeP、CuCrSnZrZn合金，对合金的烧结工艺、组织性能进行了探索和表征分析。结果表明，当烧结温度为950℃时，CuCrSnFeP合金的烧结密度随烧结时间的增加大致呈升高趋势，而CuCrSnZrZn合金的烧结密... 详细信息

采用粉末冶金工艺制备多组分块体CuCrSnFeP、CuCrSnZrZn合金，对合金的烧结工艺、组织性能进行了探索和表征分析。结果表明，当烧结温度为950℃时，CuCrSnFeP合金的烧结密度随烧结时间的增加大致呈升高趋势，而CuCrSnZrZn合金的烧结密度整体起伏较大；当烧结温度为1000℃时，CuCrSn-FeP合金的烧结密度整体略高于950℃，而CuCrSnZrZn合金的烧结密度略低于950℃；当烧结温度为1050℃时，坯料外表出现粉末脱落的现象。1000℃下烧结2h是CuCrSnFeP合金的较优烧结工艺，其中Cu-0.65Cr-0.2Sn-0.05Fe-0.05P合金的烧结密度、硬度和导电率分别为8.79g/cm3、91HV0.2和61%IACS，且烧结组织较为均匀，内部存在大量的退火孪晶，平均晶粒尺寸约为21.63μm,Sn元素没有明显的团聚现象，弥散分布于基体中，而P元素和少量的Fe元素则偏聚于大颗粒Cr相的边缘，包裹富Cr相存在于铜基体中。此外，晶粒内部还存在一定数量的位错缠结。

关键词： CuCrSn-X-Y 烧结密度硬度导电率